Устройство натяжное: уверенная работа цепных и ременных приводов двигателя
В каждом двигателе присутствуют приводы ГРМ и навесных агрегатов, построенные на ремне или цепи. Для нормальной работы привода ремень и цепь должны иметь определенное натяжение — это достигается с помощью натяжных устройств, о типах, конструкции и правильном выборе которых рассказано в данной статье.
Что такое натяжное устройство?
Устройство натяжное (натяжитель ремня, цепи) — вспомогательное устройство привода газораспределительного механизма (ГРМ) и приводов агрегатов поршневых двигателей внутреннего сгорания; механизм, устанавливающий и поддерживающий оптимальное натяжение приводного ремня или цепи.
Натяжное устройство выполняет несколько функций:
- Установка и регулировка силы натяжения приводного ремня/цепи;
- Компенсация натяжения ремня/цепи, изменяющегося вследствие износа деталей привода и изменения условий окружающей среды (растяжение и сжатие ремня/цепи при колебаниях температуры и влажности, под действием вибрационных нагрузок и т.д.);
- Снижение вибраций ремня или цепи (особенно их длинных ветвей);
- Предотвращение соскальзывания ремня или цепи со шкивов и зубчатых колес.
Натяжные устройства хотя и являются вспомогательными механизмами двигателя, но играют важную роль — они обеспечивают нормальное функционирование приводов ГРМ и навесных агрегатов, а значит и всего силового агрегата в постоянно изменяющихся условиях. Поэтому при возникновении неисправностей данные устройства должны быть отремонтированы или заменены. Чтобы сделать верный выбор нового натяжителя, необходимо разобраться в представленном сегодня ассортименте этих механизмов, в их конструкции и особенностях.
Типы и применимость натяжных устройств
Натяжные устройства делятся на группы по назначению, применимости к тому или иному типу привода, по принципу работы, способу регулировки натяжения и дополнительному функционалу.
По назначению натяжители бывают двух основных типов:
- Для приводов ГРМ;
- Для приводов навесных агрегатов силового агрегата.
В первом случае устройство обеспечивает необходимое натяжение цепи или ремня привода ГРМ двигателя, во втором — натяжение ремня общего привода агрегатов либо ремней отдельных агрегатов (генератора, водяной помпы и вентилятора, воздушного компрессора и других). На одном двигателе может быть установлено сразу несколько различных по конструкции и назначению натяжителей.
По применимости натяжные устройства делятся на три группы:
- Для цепных приводов;
- Для приводов на обычном клиновом ремне;
- Для поликлиновых приводов.
Натяжители для различных приводов отличаются конструкцией основного элемента — шкива. В устройствах для цепных приводов используется зубчатое колесо (звездочка), в клиноременных передачах — клиновый шкив, в поликлниновых приводах — соответствующий поликлиновый или гладкий шкив (в зависимости от способа установки устройства относительно ремня — со стороны ручьев или с тыльной гладкой стороны).
По принципу работы натяжные устройства делятся на три типа:
Конструкция гидравлического цилиндра натяжного устройства цепи ГРМ
- Натяжители с жесткой установкой шкива;
- Пружинные натяжители;
- Гидравлические натяжители.
Каждый из типов натяжных устройств имеет свои особенности, об их разновидностях и конструкции сказано ниже.
По способу регулировки силы натяжения устройства бывают:
- Ручные;
- Автоматические.
В устройствах первого типа сила натяжения устанавливается (регулируется) вручную при ТО или в случае необходимости. Отрегулированный натяжитель всегда находится в одном положении и не может компенсировать силу натяжения ремня/цепи. Устройства второго типа автоматически изменяют свое положение в зависимости от текущих условий, поэтому сила натяжения ремня всегда постоянна.
Наконец, натяжные устройства могут объединяться с другими устройствами и выполнять дополнительные функции — с успокоителями цепи, ограничителями и т.д. Обычно эти детали продаются в составе ремонтных комплектов для регламентного обслуживания приводов ГРМ или агрегатов, либо для ремонта двигателя.
Конструкция и принцип работы натяжных устройств с жесткой установкой шкива
К данным натяжителям относятся три вида устройств:
- Рычажные;
- Ползунковые;
- Эксцентриковые.
Рычажный натяжитель состоит из кронштейна, который жестко монтируется на двигатель, и подвижного рычага с установленным на нем шкивом. Рычаг держится на кронштейне двумя болтами, причем один из них располагается в дугообразном пазе — именно наличие паза позволяет регулировать положение рычага и, соответственно, силу натяжения ремня.
Широкое распространение получили натяжные устройства ползункового типа: в них шкив установлен не на рычаге, а в прямом пазе кронштейна, вдоль которого пропущен длинный винт (болт). Вращением винта можно двигать шкив вдоль паза, изменяя, тем самым, силу натяжения ремня. При установлении необходимой силы натяжения винт контрится гайкой, обеспечивая неподвижность шкива.
На легковых автомобилях наиболее часто используются эксцентриковые натяжные устройства. Конструктивно этот натяжитель состоит из ролика с эксцентриковой ступицей, фиксируемой на блоке двигателя или кронштейне. Изменение силы натяжения осуществляется поворотом ролика вокруг оси и его фиксацией в выбранном положении с помощью болта.
Все описанные натяжители являются устройствами с ручной регулировкой, которые обладают существенным недостатком — они не могут компенсировать изменение силы натяжения ремня. Этот недостаток устранен в пружинных и гидравлических натяжных устройствах.
Конструкция и принцип работы пружинных натяжных устройств
Натяжное устройство с пружиной кручения
Пружинные натяжители бывают двух видов:
- С пружиной, работающей на сжатие;
- С пружиной, работающей на скручивание.
В устройствах первого типа автоматическое регулирование натяжения ремня выполняется обычной витой пружиной, которая прижимает кронштейн с роликом/звездочкой к ремню/цепи. В устройствах второго типа эту работу выполняет широкая витая пружина, закрученная с определенным усилием.
Наиболее широко сегодня используются натяжители с пружиной кручения — они компактны, просты и надежны. Такое устройство состоит из рычага со шкивом и основания (держателя) с пружиной, для удобного монтажа пружина на новом натяжном устройстве уже сжата с необходимым усилием и зафиксирована чекой.
Как правило, пружинные натяжные устройства используются в ременных (клиновых и поликлиновых) приводах навесных агрегатов, а также в приводах ГРМ двигателей легковых автомобилей с зубчатыми ремнями.
Конструкция и принцип работы гидравлических натяжных устройств
Основу натяжителей данного типа составляет гидравлический цилиндр, который прижимает шкив/звездочку к ремню/цепи. В цилиндре выполнено две сообщающихся полости, разделенных подвижным плунжером, который с помощью штока связан со шкивом/звездочкой (а точнее — с рычагом натяжного устройства с установленным на него шкивом/звездочкой). Также в цилиндре есть несколько клапанов для перепуска рабочей жидкости. В среднем положении плунжера цилиндр обеспечивает необходимое натяжение ремня/цепи и никак не влияет на работу привода. При изменении натяжения ремня/привода плунжер изменяет свое положение, рабочая жидкость перетекает из одной полости в другую, обеспечивая нормальное натяжения ремня в новом положении. В качестве рабочей жидкости используются различные типы машинных масел.
Гидроцилиндр может устанавливаться на кронштейне или на двигателе, в цепных приводах ГРМ обычно используется сразу два цилиндра, каждый из которых работает на свою звездочку. Новые цилиндры имеют предустановленную силу натяжения, их штоки зафиксированы в нужном положении с помощью чеки.
Правильный монтаж натяжного устройства по меткам
Вопросы выбора, обслуживания и ремонта натяжных устройств
В процессе эксплуатации транспортного средства натяжные устройства интенсивно изнашиваются и теряют свои качества, поэтому нуждаются в регулярной проверке и замене. На замену следует выбирать только те натяжители, которые рекомендованы производителем двигателя — в противном случае устройство нельзя будет установить, либо оно не будет обеспечивать необходимого натяжения ремня или цепи.
Натяжные устройства ременных приводов навесных агрегатов наиболее долговечны и могут служить на протяжении многих лет, менять их следует при значительном износе или поломках. Новый натяжитель следует устанавливать и регулировать в соответствии с инструкцией по эксплуатации транспортного средства. Если устройство с жесткой фиксацией шкива, то его следует отрегулировать, изменяя положение рычага или с помощью винта. Если устройство пружинное, то его сначала нужно смонтировать, а затем удалить чеку — шкив сам займет рабочее положение. При этом необходимо следить, чтобы метка на рычаге попадала в зону на основании устройства, в противном случае следует поменять ремень или проверить исправность натяжителя.
Натяжные устройства цепных приводов ГРМ обычно меняются в комплекте с цепью, успокоителями и другими компонентами. Замену этих деталей следует выполнять в строгом соответствии с указаниями инструкции. Натяжители этого типа не требуют регулировки, их необходимо установить, а затем удалить чеку — звездочка займет рабочее положение и обеспечит правильное натяжение цепи.
При верном выборе и замене натяжителей приводы ГРМ и агрегатов будут работать надежно в любых условиях эксплуатации.
